眾所周知,傳統(tǒng)工業(yè)機器人一般為重型、昂貴且笨拙的機器人,但在實踐應用中,并非所有的工業(yè)流程環(huán)節(jié)都需要大型機器人來提取較重的負載。在一些領域中,輕便、敏捷的機械臂越來越多地承擔了組裝和提取的工作。
順應市場的需求,“協(xié)作機器人”悄然誕生,這種新型機器人能夠直接和人類員工一起并肩工作而無需使用安全圍欄進行隔離,并有望填補全手動裝配生產線與全自動生產線之間的差距。
迄今為止,部分企業(yè)尤其是中小企業(yè)依然認為機器人自動化過于昂貴和復雜,因而從不去考慮應用的可能性。然而,輕便靈活的“協(xié)作型”機器人的出現(xiàn),成為了中小企業(yè)的福音。
2014年,協(xié)作機器人作為工業(yè)機器人的一個重要分支才剛剛“出道”,但是ABI就預測,到了2020年,它的出貨量將是2016年的22.5倍。據(jù)巴克萊銀行的生產資料分析師估計,到2025年,全球協(xié)作機器人的市場規(guī)模將從去年的1.16億美元增至115億美元,這將大致等同于目前整個工業(yè)機器人市場的規(guī)模。
綜上看來,協(xié)作型機器人的發(fā)展似乎成為了機器人行業(yè)的一股新浪潮。與此同時,在實際應用中也發(fā)現(xiàn),協(xié)作機器人成本依然較高,工作效率相比傳統(tǒng)機器人低很多,可替代性強,剛需不明顯等等。
那么,找準協(xié)作機器人的應用領域顯得尤為重要,如何把人和機器人各自的優(yōu)勢發(fā)揮到極致是一個值得整個機器人行業(yè)去思考的問題。對于此問題,無論是深耕于機器人行業(yè)多年的資深人士,還是厚積薄發(fā)的新晉企業(yè)負責人,亦或是開拓進取的創(chuàng)業(yè)者均有話說。
協(xié)作機器人究竟能干啥?
據(jù)記者了解,協(xié)作機器人目前的應用領域主要集中在汽車總裝、機床搬運、3c組裝與檢測等領域。
在汽車總裝方面,已經(jīng)可以實現(xiàn)“機器人負責抓取和安裝備胎,人工緊固”以及“機器人將配件螺絲放到合適位置,人工安裝卡扣和擰螺絲”的人機協(xié)作。
在3C行業(yè)尤其是手機領域,“雖然手機自動化生產一直在進行中,但有一些工序機械手無法單獨勝任,導致還有很多工站需要人工操作,這個時候就需要協(xié)作機器人來協(xié)同工作。”深圳市遠榮機器人自動化股份有限公司技術總監(jiān)陳佑吉表示,協(xié)作機器人一般可用于金屬鍛造、檢測、組裝以及研磨工站中,而在注塑自動化方面,機器人也可以大顯身手。
在德國某著名協(xié)作機器人企業(yè)有近4年工作經(jīng)歷,目前正在北京進行機器人創(chuàng)業(yè)的邵天蘭向高工機器人網(wǎng)透露,協(xié)作機器人目前基本在國外使用,主要集中在高校和研究所,在工業(yè)上的應用尚少,一般應用在“長尾”的、高靈活性的、需要和人并排工作的領域,比如復雜裝配,產品種類多、換代快的小家電生產,烤瓷牙生產等。
上述這些領域工藝復雜,用傳統(tǒng)自動化手段很難經(jīng)濟、快速地升級既有產線,而協(xié)作機器人可以局部替換一些工種,小規(guī)模改造既有產線,進而快速適應新產品,實現(xiàn)短周期、少投入、低風險、高靈活性地改造整個“自動化”格局。
引進rethinkrobotics協(xié)作機器人的湖南瑞森可機器人科技有限公司的技術總監(jiān)胡博士對協(xié)作機器人的應用領域持非常樂觀的態(tài)度。他以電話作類比,認為傳統(tǒng)工業(yè)機器人就像固定電話,協(xié)作機器人是移動電話,甚至是智能手機。傳統(tǒng)工業(yè)機器人被限制在固定場所,僅占流水線10%的市場,也就是說流水線上只有10%的領域可以用傳統(tǒng)機器人替代人來工作,而剩下的90%是傳統(tǒng)機器人無法替代的。
而協(xié)作機器人作為跨領域產品可以運用在各種場所,如工業(yè)、服務業(yè)、娛樂等,只是目前作為新事物剛出現(xiàn),受到一些限制,但隨著協(xié)作機器人性能的提高,未來可以適應全流水線,可大規(guī)模爆發(fā)性應用,需求量驚人。
當然,對于協(xié)作機器人的應用領域問題,各企業(yè)見仁見智。一些業(yè)內新晉企業(yè)的負責人在接受高采訪中持保留態(tài)度,稱協(xié)作機器人目前在概念上還未標準化,行業(yè)仍處于不規(guī)范的階段,暫時對其使用行業(yè)、應用用途還不夠清晰,在日系汽車行業(yè)的應用前景較小。
協(xié)作機器人如何更“親民”而又“任性”依舊?
據(jù)了解,UR協(xié)作機器人如今在寶馬的產線上已有應用。那么,為什么協(xié)作機器人首先在國外的產線中得到應用呢?因素不外乎成本和效率兩個方面。國外人力成本高,協(xié)作機器人替代人力的投資回報率也高,很多百來人規(guī)模的企業(yè)也愿意啟用協(xié)作機器人來進行自動化改造。而國內主要進行大規(guī)模生產,對機器人的速度、精度要求比較高,這不是協(xié)作機器人擅長的領域。
高工機器人網(wǎng)在企業(yè)走訪中了解到,市場上對協(xié)作機器人的認可度還不夠高,因無價格優(yōu)勢,工作效率也較低,所以普遍認為協(xié)作機器人在國內的應用存在可替代品。同時,盡管其配置快,但是目前各類機器人的離線編程也比較有優(yōu)勢,在這個點上協(xié)作機器人并不能為行業(yè)帶來新亮點。
如何突破技術瓶頸,降低協(xié)作機器人的成本,提高其工作效率?行業(yè)內各位專家正在鉆研的各項前沿技術讓我們看到逐漸靠近答案的曙光。
瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院的博士后研究員KlasKronande在“協(xié)作機器人的智能技術——前沿與挑戰(zhàn)”學術研討會上介紹了他們的研究,即提供人機互動界面,通過人類示教來引導機器人,使用機器學習的方法讓機器人學習控制軌跡,這樣可以大幅度減少規(guī)劃機器人行為軌跡的成本,提升任務完成中的穩(wěn)定性,從而完成軸孔裝配等復雜任務。
富士康科技集團自動化技委會總經(jīng)理戴家鵬曾表示,七軸雙臂機器人在工藝上獲得效益可能不大,而一個控制器控制雙臂這種結構的機器人更適合小量制造,因性價比更高而在制造領域的應用會更廣泛。
在操作性能上,邵天蘭側重于對機器人軟件的研發(fā)來提升協(xié)作機器人的操作便利性。
有業(yè)內資深人士認為協(xié)作機器人要獲得發(fā)展首先需要國家法律法規(guī)的支持,其次協(xié)作機器人的柔性和速度要提高,應用和編程需更簡單。
瑞森可技術總監(jiān)胡博士則不太認同這種看法,他認為大政策的推動并不是必須的,客戶需求決定產品市場。等協(xié)作機器人的價格降下來了,老百姓接受了,用戶覺得使用價值高,自然對協(xié)作機器人就認可了。協(xié)作機器人的發(fā)展為大勢所趨,中間只是需要時間的沉淀。
協(xié)作機器人的未來趨勢必定是智能化?
協(xié)作機器人的“協(xié)作”在各位專家看來主要體現(xiàn)在兩點:一是可以直接拖動示教,二是安全,可以和人協(xié)同工作。更高級的協(xié)作在于更安全,并可拖動示教,同時具備更柔順的控制和更智能的軟件。
瑞森可的技術總監(jiān)胡博士明確指出,未來協(xié)作機器人發(fā)展的大方向在智能化,即具備一定的學習能力,同時在輔助功能和精度方面都會有大幅度提升。
目前,智能化程度嚴重制約了協(xié)作機器人的應用。智能化是協(xié)作機器人發(fā)揮價值的必由之路,否則和傳統(tǒng)機器人以及專用機器相比并沒有優(yōu)勢。
對此,邵天蘭告訴記者,他們團隊正在研發(fā)智能軟件,“買機器人來用,是讓機器伺候人,不是把機器人當爺一樣請來伺候著。機器人軟件的智能化程度跟不上,所謂‘協(xié)作’就無從談起。”他直言不諱道,“智能化是協(xié)作機器人落地的關鍵。要讓客戶感覺買機器人就像買電動螺絲刀一樣,買來立刻就能‘幫忙’,而不是一件勞民傷財?shù)穆闊┦隆!?/p>
此外,視覺、力覺等機器人高級功能在學術界已經(jīng)有了很長時間的研究沉淀,但是在工業(yè)界還沒有真正應用起來,這個也許有20年之久的差距需要學術界和軟件界齊力將技術精華聚集到工業(yè)上來。
隨著自動化升級改造進程的進一步加快,相信對于利潤微薄的中小企業(yè)來說,夢寐以求的低成本自動化生產模式不再是夢,協(xié)作機器人的一小時“開箱即用體驗”也將照進現(xiàn)實。可以預見,未來協(xié)作機器人的市場用量將會大大增加。